Adafruit Feather M0
Guide d’utilisation des cartes Adafruit Feather M0 pour des déploiements 3D-PAWS à faible consommation avec WiFi, LoRa ou journalisation locale sur carte SD.
Vue d’ensemble
L’Adafruit Feather M0 est une plateforme microcontrôleur compacte utilisée dans 3D-PAWS pour la surveillance environnementale à faible consommation et les déploiements de capteurs distribués.
Selon la configuration matérielle et logicielle, une station basée sur Feather peut :
collecter des mesures provenant de capteurs environnementaux connectés
stocker les observations localement sur une carte microSD
horodater les observations à l’aide d’une horloge en temps réel (RTC)
transmettre les observations via Wi‑Fi
transmettre les observations via LoRa point à point vers une passerelle centrale 3D-PAWS
fonctionner comme un nœud LoRaWAN
fonctionner comme enregistreur de données autonome sans connectivité réseau
Trois approches de déploiement principales sont prises en charge :
Wi‑Fi – pour les sites disposant d’un accès réseau sans fil fiable
LoRa / LoRaWAN – pour les déploiements de capteurs sans fil à faible consommation
Journalisation locale – pour les sites où les observations sont stockées localement et récupérées lors des visites de maintenance
Matériel Feather pris en charge
Le matériel Feather utilisé dépend des besoins en communication du déploiement.
Pour les déploiements sans fil :
Adafruit Feather M0 RFM95 Radio LoRa
Adafruit Feather M0 WiFi avec ATWINC1500
Pour la journalisation locale des données sans connectivité réseau :
Adafruit Feather M0 Adalogger
La configuration de journalisation locale nécessite une horloge en temps réel pour fournir des horodatages précis.
RTC recommandée :
DS3231
Capteurs pris en charge
L’enregistreur de données Feather peut prendre en charge les instruments 3D-PAWS principaux ainsi que plusieurs autres capteurs environnementaux, notamment :
pluviomètre
anémomètre
girouette
capteurs sous écran de radiation pour la température, l’humidité relative et la pression
température au globe noir
capteurs de qualité de l’air (PM1.0, PM2.5, PM10)
mesures ultrasoniques de distance pour le niveau des cours d’eau, la surcote de tempête et la profondeur de neige
humidité et température du sol
humectation foliaire
capteur de lumière
La prise en charge réelle des capteurs dépend du matériel Feather, de la configuration du micrologiciel et des connexions disponibles.
Assembler l’enregistreur de données Feather
Utilisez les diapositives d’instructions ci-dessous pour assembler le matériel de l’enregistreur de données Feather.
Diapositives d’instructions pour l’assemblage de l’enregistreur de données
Micrologiciel Feather 3D-PAWS
Le micrologiciel Feather actuel est maintenu dans le dépôt GitHub 3D-PAWS Feather FullStation.
Le dépôt contient les versions actuelles du micrologiciel et les informations de configuration pour les systèmes 3D-PAWS basés sur Feather.
Câblage Feather
Utilisez le schéma de câblage ci-dessous lors de la connexion des capteurs et autres composants à l’enregistreur de données Feather.
Vérifiez les affectations des broches des capteurs et le câblage avant de mettre sous tension.
Le type de connecteur ou l’étiquette de la broche de l’enregistreur de données n’indique pas nécessairement le type de signal.
Pour des informations de base sur les connexions Grove, Qwiic, Dupont, I²C, impulsion numérique et tension analogique, voir Câbles et connecteurs.
Architecture de l’enregistreur de données Feather
Les systèmes basés sur Feather collectent les observations localement puis les stockent ou les transmettent selon la configuration choisie.
Un flux de données typique connecté au réseau est :
Capteurs → Enregistreur de données Feather → Stockage local → Réseau de communication → Service de données
Le chemin de communication dépend du fait que la station utilise le Wi‑Fi, LoRa point à point, LoRaWAN ou une journalisation locale uniquement.
Configuration Wi‑Fi
Un Feather Wi‑Fi peut être utilisé là où une infrastructure réseau sans fil fiable est disponible.
Dans cette configuration :
le Feather collecte les observations des capteurs
les observations sont stockées localement
les données sont transmises via Wi‑Fi au service de données configuré
Cette configuration convient particulièrement aux stations situées à proximité d’une infrastructure réseau fiable.
Communication LoRa et LoRaWAN
Les systèmes 3D-PAWS basés sur Feather peuvent utiliser la communication radio LoRa de deux façons différentes :
Nœud LoRaWAN – communication via une passerelle et un réseau LoRaWAN compatibles
Unité distante LoRa – communication point à point avec une passerelle centrale 3D-PAWS
Ces configurations peuvent utiliser un matériel radio similaire, mais elles diffèrent dans la manière dont les observations sont transmises et acheminées.
Nœud LoRaWAN
Dans la Nœud LoRaWAN configuration, le Feather communique avec une passerelle LoRaWAN compatible plutôt que directement avec une passerelle 3D-PAWS Particle.
Un chemin de données typique est :
Capteurs → Nœud LoRaWAN Feather → Passerelle LoRaWAN → Réseau LoRaWAN / Service de données
Le chemin exact entre le réseau LoRaWAN et le service de données final dépend du réseau et de l’intégration utilisés.
Unité distante LoRa
Dans la Unité distante LoRa configuration, le Feather agit comme un nœud de télédétection distant.
L’unité distante :
collecte les observations de un ou plusieurs capteurs connectés
transmet les observations via une liaison radio LoRa point à point
envoie les observations à une station centrale 3D-PAWS
Un Particle Boron équipé d’un récepteur LoRa est généralement utilisé comme passerelle centrale.
Le flux de données est :
Capteurs distants → Unité distante LoRa Feather → Liaison radio LoRa → Passerelle Particle Boron → Cloud Particle → CHORDS → Grafana
Cette configuration est utile pour les réseaux de capteurs distribués où les emplacements individuels des capteurs ne disposent pas d’une connectivité Wi‑Fi ou cellulaire directe.
Les mesures distantes typiques peuvent inclure :
humidité et température du sol
précipitations
niveau des cours d’eau
profondeur de neige
Diapositives d’instructions pour l’assemblage du faisceau récepteur LoRa Particle
Considérations relatives à la fréquence radio
Les fréquences radio LoRa et LoRaWAN sont réglementées différemment selon les pays et les régions.
Vérifiez que le matériel radio Feather sélectionné, la bande de fréquences et la configuration de fonctionnement sont conformes aux réglementations locales sur le spectre avant le déploiement.
Configuration de journalisation locale
Lorsque la connectivité réseau est indisponible, le Feather peut fonctionner comme enregistreur de données autonome.
Dans cette configuration :
les observations sont collectées à partir de capteurs connectés
les données sont stockées localement sur la carte microSD
la RTC fournit les horodatages des observations
aucune connexion réseau n’est requise
les observations sont récupérées manuellement lors des visites de maintenance
Cette configuration peut être utile pour les sites de surveillance éloignés où l’infrastructure de communication est indisponible.
Considérations relatives à l’alimentation
Les systèmes basés sur Feather sont conçus pour la surveillance environnementale à faible consommation.
La consommation d’énergie réelle dépend de :
la carte Feather utilisée
les capteurs connectés
les communications Wi‑Fi, LoRa ou LoRaWAN
les intervalles de mesure et de transmission
la configuration du micrologiciel
Les faibles besoins en énergie rendent les systèmes Feather particulièrement utiles pour les nœuds de capteurs distants et les réseaux de surveillance distribués.
Quand utiliser un Feather
Un enregistreur de données basé sur Feather peut être approprié lorsqu’un déploiement nécessite :
une très faible consommation d’énergie
une communication LoRa point à point
une connectivité LoRaWAN
des nœuds de capteurs distants distribués
une journalisation locale autonome des données
un système compact basé sur microcontrôleur
Pour les stations qui nécessitent une connectivité cellulaire directe et une gestion étendue des appareils à distance, un enregistreur de données basé sur Particle peut être plus approprié.
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